[发明专利]一种具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片及电池

说明书

本发明涉及一种具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片及锂离子电池，其中，具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片包括：负极集流体；负极活性物质层，所述负极活性物质层位于所述负极集流体表面；所述负极活性物质层包括：负极活性物质，包裹在所述负极活性物质表面的交联高分子弹性层；以及包含在所述交联高分子弹性层中的乳液粒子。通过在所述负极活性物质的表面包裹交联高分子弹性层和聚氨酯/环氧树脂乳液粒子。有效抑制了负极活性物质和负极活性层的膨胀。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，具体涉及一种具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片及电池。

背景技术

锂离子电池由于其能量密度高、无记忆效应、循环寿命长和环境友好等诸多优点被广泛用于消费电子、动力电池和储能应用。

随着各种用电设备的不断多功能化和精细化，人们其对锂离子电池的能量密度也提出了越来越高的要求。为了提高锂离子电池的能量密度，研究人员对高容量负极活性物质和使用此材料的负极及锂电池进行了大量的研究。现在市场上锂离子电池普遍使用石墨负极，可逆容量达到360mAh/g，逐步趋近到372mAh/g的理论极限。而高容量负极活性物质，特别是硅负极材料，理论容量可以达到3600mAh/g以上，可以有效提高锂离子电池的能量密度。

但是高容量负极活性物质，由于嵌锂量大，充放电过程中膨胀收缩比大，可达300％以上(石墨负极膨胀收缩比约在10％)，因此在充放电过程中，使用常规的粘结剂，活性材料容易破裂以及负极活性层结构开裂破坏，会极大增加使用过程中的电池膨胀和降低电池的循环寿命。

因此，如何降低锂离子电池负极片膨胀是亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片及锂离子电池，旨在一定程度上解决现有技术中锂离子电池中负极片膨胀的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，其中，包括：负极集流体；

负极活性物质层，所述负极活性物质层位于所述负极集流体表面；

所述负极活性物质层包括：负极活性物质，包裹在所述负极活性物质表面的交联高分子弹性层；以及

包含在所述交联高分子弹性层中的乳液粒子。

上述所述的具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，通过在所述负极活性物质的表面包裹交联高分子弹性层和聚氨酯/环氧树脂乳液粒子。有效抑制了负极活性物质和负极活性层的膨胀。

可选地，所述的具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，其中，所述交联高分子弹性层的厚度为10nm-500nm。

可选地，所述的具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，其中，所述交联高分子弹性层的弹性模量为0.1MPa-200MPa。

可选地，所述的具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，其中，形成所述交联高分子弹性层的材料选自环氧树脂弹性体、聚氨酯弹性体中的至少一种。

可选地，所述的具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，其中，所述乳液粒子选自聚氨酯乳液粒子、环氧树脂乳液粒子中的至少一种。

可选地，所述的具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，其中，所述乳液粒子的重量为负极活性物质重量的0.5％-5％。

可选地，所述的具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，其中，所述乳液粒子的直径为30nm-300nm。

可选地，所述的具有高容量负极粘结体系的锂离子电池负极片，其中，所述负极活性物质层还包括：辅助添加剂，所述辅助添加剂的重量为负极活性物质重量的0.05％-2.5％。